2024版新教材高中化學(xué)專題8有機化合物的獲得與應(yīng)用第一單元化石燃料與有機化合物第1課時天然氣的利用甲烷學(xué)生用書蘇教版必修第二冊_第1頁
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文檔簡介

第1課時天然氣的利用甲烷新課程標準1.能描述甲烷的分子結(jié)構(gòu),并能搭建甲烷、乙烷的立體模型。2.掌握甲烷的性質(zhì),會書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式。3.理解取代反應(yīng)的概念,了解同系物的概念。學(xué)業(yè)質(zhì)量水平合格性要求1.認識甲烷的正四面體結(jié)構(gòu),構(gòu)建立體結(jié)構(gòu)的思維模型,并能利用模型,解決實際問題。(水平1)2.了解甲烷分子結(jié)構(gòu)特點形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,能從宏觀和微觀結(jié)合的視角分析與解決實際問題。(水平2)等級性要求通過甲烷與氯氣的光照實驗、探究取代反應(yīng)的原理與特點,并能用化學(xué)鍵的知識分析反應(yīng)過程,認識取代反應(yīng)。(水平3)圖說考點基礎(chǔ)知識——自學(xué)·思記·嘗試[新知預(yù)習(xí)]一、甲烷的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)1.化石燃料(1)化石燃料包括________、________、________,從化石燃料中能獲得許多重要的有機化工原料。(2)2.甲烷的組成和結(jié)構(gòu)(1)組成和結(jié)構(gòu)用不同體積的小球表示不同大小的原子,更能反映分子的結(jié)構(gòu)。名稱化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式空間構(gòu)型小球表示原子,棍表示共價鍵。球棍模型空間填充模型甲烷CH4____________(2)3.甲烷的性質(zhì)(1)甲烷的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性熔點/℃沸點/℃無色氣體無味比空氣的小難溶于水-182.5-164 實驗室中可用向下排空氣法或排水法收集CH4(2)甲烷的化學(xué)性質(zhì)①穩(wěn)定性:通常情況下,CH4性質(zhì)穩(wěn)定,不與強酸、強堿、強氧化劑(如KMnO4)等物質(zhì)反應(yīng)。②【實驗1】甲烷的氧化反應(yīng)——可燃性燃燒現(xiàn)象檢驗產(chǎn)物方法現(xiàn)象結(jié)論甲烷屬于可燃性氣體,點燃前一定要驗純純凈的甲烷在空氣中燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰并放出大量熱燒杯內(nèi)壁有水珠生成甲烷燃燒有水生成澄清石灰水變渾濁甲烷燃燒有二氧化碳生成結(jié)論甲烷完全燃燒生成CO2和H2O,化學(xué)方程式為CH4+2O2點燃CO2+2H2O有機化合物參加的反應(yīng)往往比較復(fù)雜,常有副反應(yīng)發(fā)生,因此,有機反應(yīng)的化學(xué)方程式中,常用“→”代替“=”特別提醒(1)上述甲烷燃燒的實驗現(xiàn)象只能說明甲烷的分子組成中有碳、氫元素。要驗證甲烷中只存在碳元素和氫元素,必須通過定量實驗測定。用濃硫酸吸收甲烷燃燒產(chǎn)生的水,根據(jù)產(chǎn)生的水的質(zhì)量求出相應(yīng)的氫元素的質(zhì)量;再用堿石灰吸收產(chǎn)生的CO2,通過堿石灰的增重求算碳元素的質(zhì)量,如果氫元素的質(zhì)量與碳元素的質(zhì)量之和等于原甲烷的質(zhì)量,說明甲烷中只有碳元素和氫元素。(2)與許多氣體燃料相比,在相同的條件下,等體積甲烷燃燒釋放出較多的熱,且燃燒后的產(chǎn)物可直接參與大氣循環(huán),所以甲烷是一種高效而潔凈的燃料。用途③【實驗2】甲烷的取代反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象a.色變淺:試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺;b.出油滴,生白霧:試管內(nèi)壁有油狀液體附著,同時試管中有少量白霧出現(xiàn);c.液上升:試管內(nèi)液面逐漸上升現(xiàn)象分析a.色變淺:說明Cl2參與了反應(yīng),使混合氣體的黃綠色變淺;b.出油滴,生白霧:說明有難溶于水的有機物和HCl生成;c.液上升:說明反應(yīng)后試管內(nèi)氣體體積減小實驗結(jié)論④高溫分解2CH4高溫C2H2+3H2CH4高溫C+eq\a\vs4\al(教材延伸)常見的有機溶劑(1)CH4和CCl4都是正四面體形,CH3Cl、CH2Cl2和CHCl3均為四面體形但不是正四面體形。(2)三氯甲烷俗名氯仿,四氯甲烷俗名四氯化碳常見的有機溶劑它們均不溶于水,密度均比水的大。(3)CH2Cl2只存在一種結(jié)構(gòu)可證明CH4是正四面體結(jié)構(gòu)。甲烷分子中有4個等同的C—H鍵,在空間可能有2種對稱分布——正四面體形和平面正方形。假設(shè)甲烷具有平面正方形結(jié)構(gòu),則CH2Cl2分子中的5個原子必在同一平面上,應(yīng)有2種結(jié)構(gòu):若CH2Cl2有2種結(jié)構(gòu),則應(yīng)有熔、沸點等物理性質(zhì)不同的2種物質(zhì),而科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),CH2Cl2只有1組熔、沸點數(shù)據(jù),故甲烷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。注意不能用CH3Cl、CHCl3只存在一種結(jié)構(gòu)來證明CH4是正四面體結(jié)構(gòu),因為無論CH4是平面正方形還是正四面體形,CH3Cl、CHCl3均只存在一種結(jié)構(gòu)。4.取代反應(yīng)(1)定義:有機化合物分子中的某種原子(或原子團)被另一種原子(或原子團)所取代的反應(yīng),叫作取代反應(yīng)。(2)特點取代反應(yīng)是有機反應(yīng)的一種基本反應(yīng)類型①從反應(yīng)物的類別上看,取代反應(yīng)的反應(yīng)物中至少有一種是有機物。②從反應(yīng)形式上看,取代反應(yīng)可以是一個原子被另一個原子或原子團所取代,也可以是一個原子團被另一個原子或原子團所取代,總之“上一下一,取而代之”。?學(xué)而思在光照條件下,CH4與Cl2能發(fā)生取代反應(yīng)。使1molCH4與Cl2反應(yīng),待反應(yīng)完全后測得四種有機取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=1∶2∶3∶4,則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為多少?二、烷烴和同系物1.兩個概念:2.烷烴:(1)通式烷烴分子中的氫原子數(shù)一定是偶數(shù)烷烴的分子組成可用通式CnH2n+2(n代表分子中碳原子的個數(shù))表示,符合此通式的烴一定是烷烴。深化理解關(guān)于烷烴組成和結(jié)構(gòu)的理解1.烷烴分子中只含有C、H兩種元素。2.烷烴是飽和烴,碳原子數(shù)一定的烷烴分子中氫原子數(shù)已達到最多,其他含有相同碳原子數(shù)的烴分子中的氫原子數(shù)都比烷烴的少。都可以旋轉(zhuǎn)3.烷烴分子中只含有兩種鍵:C—C鍵和C—H鍵。分子中每個碳原子都以四個共價單鍵與其他碳原子或氫原子相連形成四面體。4.烷烴分子中碳原子間結(jié)合成鏈狀,鏈狀不是“直線狀”(甲烷、乙烷除外),而是呈“鋸齒狀”,鏈上還可分出支鏈,如圖所示。(2)烷烴的習(xí)慣命名法①當分子中碳原子數(shù)n≤10時,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子的個數(shù),其后加上“烷”字,稱為某烷,如C4H10為丁烷等。②當分子中碳原子數(shù)n≥11時,直接根據(jù)碳原子數(shù)稱之為某烷,如C12H26為十二烷,C18H38為十八烷等。③對于碳原子數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的烷烴,一般在烷烴名稱之前再加正、異、新等字加以區(qū)別,如正戊烷、異戊烷、新戊烷等。(3)性質(zhì)①烷烴的物理性質(zhì)相似性遞變性(隨碳原子數(shù)的增加)密度液態(tài)烷烴的密度均小于1g·cm-3逐漸增大熔、沸點較低逐漸升高狀態(tài)常溫下,烷烴的狀態(tài)隨碳原子數(shù)的增加由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),再到固態(tài)常溫常壓下,碳原子數(shù)小于等于4的烷烴及新戊烷呈氣態(tài)溶解性難溶于水,易溶于有機溶劑②3.同系物必備條件,缺一不可(1)定義:結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差1個或若干個“CH2”原子團的有機化合物互稱為同系物。(2)性質(zhì):因結(jié)構(gòu)相似,故同系物的化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)隨著碳原子數(shù)的遞增而呈規(guī)律性變化。特別提醒(1)通式相同的有機化合物不一定互為同系物,如CH2=CH2和均滿足通式CnH2n(n≥2,n為正整數(shù)),但二者結(jié)構(gòu)不相似,故不互為同系物。(2)同系物的碳原子數(shù)和分子式一定不同,相對分子質(zhì)量之差一定是14n(n為正整數(shù)),但相對分子質(zhì)量相差14n(n為正整數(shù))的有機化合物不一定互為同系物,如CH4和CH3CHO(乙醛)不互為同系物。?學(xué)而思1.在兩支試管中各加入10mL溴水,再分別加入5mL正己烷(分子式為C6H14,結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH2CH2CH3)。(1)把其中一支試管中的混合液在避光處振蕩后靜置,液體分為兩層,上層是橙紅色的溴的己烷溶液,下層是幾乎褪成無色的溴水。①正己烷的密度比水大還是小?②上述過程中,正己烷與溴水是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?發(fā)生的是什么變化?(2)把另一支試管中的混合液在光照下振蕩后靜置,溶液也分層,上、下兩層液體幾乎均是無色的。①該過程中,正己烷與溴是否發(fā)生了反應(yīng)?②若用玻璃棒蘸取濃氨水,伸入試管內(nèi)液面上方,將觀察到什么現(xiàn)象?2.奧運會“祥云”火炬所用燃料的主要成分為丙烷(又稱為液化石油氣)。等體積的甲烷與丙烷燃燒,哪種烷烴消耗的氧氣多?3.CH2=CH2(乙烯)和(環(huán)丙烷)符合同一通式,二者是否互為同系物?[即時自測]1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)已知甲烷為正四面體結(jié)構(gòu),可推知CCl4也為正四面體結(jié)構(gòu)()(2)甲烷性質(zhì)穩(wěn)定,與任何氧化劑都不反應(yīng)()(3)16gCH4分子中含有2NA個C—H鍵()(4)甲烷和四氯化碳的分子中各原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)()(5)CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時,每生成1molHCl,則有1molCl2參加反應(yīng)()(6)CH4分子為正四面體結(jié)構(gòu),因此其生成物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4都為正四面體結(jié)構(gòu)()(7)烷烴分子中碳原子和碳原子之間以單鍵相結(jié)合(除甲烷外),剩余的價鍵都和氫原子相結(jié)合()(8)分子組成上滿足CnH2n+2(n≥1)的有機物都是烷烴()(9)烷烴分子中所有的原子有可能共面()(10)互為同系物的兩種有機化合物的最簡式一定相同()(11)若兩種有機物的相對分子質(zhì)量相差14n(n為整數(shù)),則必為同系物()(12)同系物的結(jié)構(gòu)相似,所以物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均相似()2.甲烷與Cl2在光照條件下發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生以下實驗現(xiàn)象,請將產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因(用編號表示)填在括號內(nèi)。(1)試管內(nèi)氣體顏色變淺()(2)試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)()(3)試管中有少量白霧產(chǎn)生()(4)試管內(nèi)液面上升()A.CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是難溶于水的油狀液體B.HCl極易溶于水,導(dǎo)致試管內(nèi)氣體壓強減小C.Cl2被消耗,產(chǎn)生無色物質(zhì)D.反應(yīng)中產(chǎn)生的HCl與水蒸氣結(jié)合形成鹽酸小液滴3.下列關(guān)于甲烷的說法不正確的是()A.甲烷分子的結(jié)構(gòu)簡式是CH4B.甲烷分子中4個C—H鍵完全相同,任意2個C—H鍵之間的夾角是90°C.甲烷分子中碳原子的最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)4.下列關(guān)于烷烴的說法正確的是()A.正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)在常溫常壓下為液體,密度比水的大B.丙烷分子中3個碳原子在一條直線上C.分子中含有7個碳原子的烷烴在常溫下為液態(tài)D.烷烴分子為直鏈結(jié)構(gòu),不可以帶支鏈5.下列有關(guān)同系物的敘述正確的是()6.下列各物質(zhì):①O2和O3②12C和14C③C2H6和C3H8(1)互為同位素的是________。(2)互為同素異形體的是________。(3)同屬于烷烴的是________。(4)互為同分異構(gòu)體的是________。(5)互為同系物的是________。技能素養(yǎng)——合作·探究·分享例1下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu),按要求回答下列問題。(1)甲烷的球棍模型是__________,甲烷的電子式是____________(填序號)。(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu),則CH2Cl2應(yīng)該有______種結(jié)構(gòu),實際CH2Cl2有________種結(jié)構(gòu),證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu),而是________結(jié)構(gòu),上述中的________更能反映其真實存在狀況。例2下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是()A.甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為1∶1混合發(fā)生取代反應(yīng)只生成CH3ClB.甲烷與氯氣的取代反應(yīng),生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多C.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物D.1mol甲烷完全轉(zhuǎn)化為CCl4消耗2mol氯氣例3下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯誤的是()A.CH3CH2CH2CH3和互為同分異構(gòu)體B.干冰和冰為同一種物質(zhì)C.CH3CH3和CH3CH2CH3互為同系物D.12C和14C互為同位素關(guān)鍵能力歸納提升一、有機物分子組成與結(jié)構(gòu)的表示方法“五式”“兩模型”(以C2H6為例)實例含義優(yōu)點缺點分子式C2H6用元素符號和數(shù)字表示分子組成的式子反映一個分子中原子的種類和數(shù)目無法了解有機物分子的實際結(jié)構(gòu)最簡式(實驗式)CH3表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子能表明分子中各原子數(shù)目比,用于研究有相同組成的物質(zhì)不能真實反映物質(zhì)的分子組成電子式用“·”或“×”表示電子,表示原子最外層電子成鍵情況的式子能夠表明分子的組成,分子中原子間的成鍵情況,原子能否形成穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)不能表示分子的空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式用短線表示原子間的共用電子對表示分子的組成以及分子中原子的結(jié)合或排列順序、成鍵情況不能表示分子的空間結(jié)構(gòu),書寫較復(fù)雜的分子的結(jié)構(gòu)式很麻煩結(jié)構(gòu)簡式CH3CH3把結(jié)構(gòu)式中表示共價鍵的“—”刪去,把與碳原子連接的氫原子與碳原子合并為碳氫原子團書寫方便,且仍能表示出分子結(jié)構(gòu)的情況,適用范圍很廣無法表示分子中各原子間的空間位置關(guān)系球棍模型用球和棍表示原子間的結(jié)合方式能夠清楚地表示出分子中原子間的化學(xué)鍵和鍵型較難區(qū)分各個球代表的元素空間填充模型用球表示原子間的連接方式能夠清楚地表示出分子中原子體積的相對大小及原子的相對位置較難區(qū)分各種不同的共價鍵,如C—C鍵、C=C鍵等二、甲烷的取代反應(yīng)1.在理解應(yīng)用CH4和Cl2的取代反應(yīng)時應(yīng)注意的問題反應(yīng)條件光照(在暗處不發(fā)生反應(yīng),但不能用強光直接照射,否則會發(fā)生爆炸)反應(yīng)物甲烷與Cl2的反應(yīng),其中反應(yīng)物是Cl2,而不是氯水反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機物與HCl形成的混合物,雖然各反應(yīng)物的比例、反應(yīng)的時間長短等因素會造成各種產(chǎn)物的比例不一,但很難出現(xiàn)全部是某一種產(chǎn)物的現(xiàn)象,往往是幾種產(chǎn)物的混合物物質(zhì)的量的關(guān)系甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)時,每1molH原子被取代,消耗1molCl2,同時生成1molHCl,生成的HCl最多,1molCxHy與Cl2完全取代最多消耗ymolCl2反應(yīng)特點甲烷與氯氣的反應(yīng)逐步進行,化學(xué)方程式應(yīng)分步書寫,甲烷的取代反應(yīng)中,生成的是四種有機物和HCl的混合物,因此,取代反應(yīng)一般不用于物質(zhì)的制備狀元隨筆甲烷空間結(jié)構(gòu)的三點拓展應(yīng)用(1)若CH4分子中的4個氫原子全部被其他相同的原子或原子團替代,則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)若CH4分子中的4個氫原子被其他不同的原子或原子團替代,則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體,但不屬于正四面體,如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空間結(jié)構(gòu)可推知CH3CH2CH3等有機物中的碳原子并不在一條直線上。2.取代反應(yīng)與置換反應(yīng)比較取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4+Cl2光照CH3Cl+Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑定義有機物分子里的某些原子(或原子團)被其他原子(或原子團)所替代的反應(yīng)一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)特點①反應(yīng)物:有機物和無機化合物或單質(zhì)②生成物:不一定有單質(zhì),產(chǎn)物多為化合物③很多反應(yīng)進行不完全,反應(yīng)速率慢④產(chǎn)物不唯一①反應(yīng)物:一種單質(zhì)和一種化合物②生成物:一種新的單質(zhì)和一種新的化合物③一般能進行完全,反應(yīng)速率快④產(chǎn)物唯一反應(yīng)條件反應(yīng)受催化劑、溫度、光照的影響水溶液中置換反應(yīng)遵循“以強制弱”的原則反應(yīng)中電子得失不一定發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移,因此不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移,一定是氧化還原反應(yīng)反應(yīng)是否可逆部分是可逆反應(yīng)一般是不可逆反應(yīng)三、同系物和同分異構(gòu)體的判斷(Ⅰ)同系物的判斷(1)同系物的標準①eq\x(同類):互為同系物的物質(zhì)屬于同一類有機物即分子結(jié)構(gòu)相似②eq\x(不同碳):互為同系物的物質(zhì)碳原子數(shù)不同即分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團(2)同系物判斷的三個關(guān)鍵點:①“同”——互為同系物的物質(zhì)必須屬于同一類物質(zhì)。②“似”——結(jié)構(gòu)相似,是指化學(xué)鍵類型相似,分子中各原子的結(jié)合方式相似。③“差”——組成上相差n個“CH2”原子團(n≥1)。a.同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。b.同系物一定具有不同的相對分子質(zhì)量(相差14n)。(3)判斷同系物時應(yīng)注意的兩個問題:①互為同系物的分子中各元素的質(zhì)量分數(shù)可能相同,也可能不同。②同系物和同分異構(gòu)體的區(qū)別:同系物結(jié)構(gòu)相似,組成不同,分子式不同;同分異構(gòu)體分子式相同,結(jié)構(gòu)可能相似也可能不相似。(Ⅱ)同分異構(gòu)體的判斷(1)一同——分子式相同??衫斫馊缦拢孩俜肿邮较嗤琫q\o(,\s\up7(成立),\s\do5(不一定成立))具有相同的組成元素如CH4、C3H8的組成元素相同,但兩者不是同分異構(gòu)體。②分子式相同eq\o(,\s\up7(成立),\s\do5(不一定成立))具有相同的相對分子質(zhì)量如C2H4、N2的相對分子質(zhì)量相同,但兩者不是同分異構(gòu)體。③分子式相同eq\o(,\s\up7(成立),\s\do5(不一定成立))各元素的質(zhì)量分數(shù)分別相同如C2H4、C3H6分子中C、H的質(zhì)量分數(shù)分別相同,但兩者不是同分異構(gòu)體。(2)一異——結(jié)構(gòu)不同??衫斫馊缦拢孩僭踊蛟訄F的連接順序不同;②原子的空間排列不同。四、“四同”比較概念研究對象比較實例相同不同同系物結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團的有機化合物互稱為同系物有機化合物結(jié)構(gòu)相似組成上相差一個或若干個“CH2”原子團同分異構(gòu)體具有相同的分子式,不同結(jié)構(gòu)式的化合物互稱為同分異構(gòu)體化合物分子式相同結(jié)構(gòu)式不同同素異形體同一種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)單質(zhì)元素種類相同性質(zhì)不同O2與O3、白磷與紅磷同位素質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素原子質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同612C、6課堂檢測——夯實·測控·演練1.在我國的南海、東海海底已發(fā)現(xiàn)天然氣(含甲烷等)的水合物,它易燃燒,外形似冰,被稱為“可燃冰”?!翱扇急钡拈_采,有助于解決人類面臨的能源危機。下列說法正確的是()①甲烷屬于烴類②在相同條件下甲烷的密度大于空氣③甲烷難溶于水④可燃冰是一種極具潛力的能源A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④2.對CH4與Cl2的反應(yīng)(如圖所示),下列敘述錯誤的是()A.該反應(yīng)的條件是光照B.反應(yīng)的現(xiàn)象是量筒內(nèi)氣體顏色變淺,器壁上有油狀液滴,量筒內(nèi)液面上升并產(chǎn)生白霧C.反應(yīng)后測得溶液的pH比反應(yīng)前的pH小,證明有HCl生成D.反應(yīng)后向溶液中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,證明有HCl生成3.下列有關(guān)烷烴的敘述正確的是()①在烷烴分子中,所有的化學(xué)鍵都是單鍵②烷烴中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液褪色③分子通式為CnH2n+2的烴不一定是烷烴④烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)⑤在光照條件下,乙烷通入溴水中可使溴水褪色⑥所有烷烴都可以在空氣中燃燒A.①③⑤ B.②③⑥C.①④⑥ D.①②④4.下列說法正確的是()A.甲烷分子的空間填充模型為,其二氯取代物有2種結(jié)構(gòu)B.甲烷不能被氧化C.天然氣不屬于可再生能源D.標準狀況下,11.2LCCl4中含有C-Cl鍵的數(shù)目為2NA5.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()A.CH4高溫C+2HB.2HI+Cl2=2HCl+I2C.CH4+2O2點燃CO2+2H2D.C2H6+Cl2光C2H5Cl+6.在常溫、常壓下,取下列四種氣態(tài)烴各1mol,分別在足量的氧氣中燃燒,消耗氧氣最多的是()A.CH4 B.C3H8C.C4H10 D.C2H67.晉朝人常璩在《華陽國志》里有這樣一段話:“有火井,夜時光映上昭。民欲其火,先以家火投之。頃許,如雷聲,火焰出,通耀數(shù)十里,以竹筒盛其光藏之,可拽行終日不滅也……”,請回答下列問題。(1)話中描述的物質(zhì)是一種最簡單的有機物——甲烷,其結(jié)構(gòu)式為________________________________________________________________________。(2)寫出“頃許,如雷聲,火焰出”涉及的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲烷不僅可以直接用來燃燒,還是重要的化工原料,它可以與水在高溫條件下反應(yīng)制得水煤氣(CO和H2),反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________,反應(yīng)得到的水煤氣中CO和H2的質(zhì)量比為。(4)CH4和Cl2反應(yīng)生成一氯甲烷的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________,反應(yīng)類型是______________________________________________________________。專題8有機化合物的獲得與應(yīng)用第一單元化石燃料與有機化合物第1課時天然氣的利用甲烷基礎(chǔ)知識新知預(yù)習(xí)一、1.(1)煤石油天然氣二、1.(1)學(xué)而思提示:3.0mol。在光照條件下,生成1molCH3Cl消耗1mol氯氣,生成1molCH2Cl2消耗2mol氯氣,生成1molCHCl3消耗3mol氯氣,生成1molCCl4消耗4mol氯氣。四種有機取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=1∶2∶3∶4,根據(jù)碳原子守恒可知,生成的n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分別是0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol,消耗的Cl2的物質(zhì)的量為0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3.0mol。二、1.C、H碳碳單鍵氫原子學(xué)而思1.提示:(1)①比水小。②正己烷與溴水沒發(fā)生化學(xué)變化,正己烷把溴單質(zhì)從水層中萃取出來,是物理變化。(2)①是。正己烷萃取溴單質(zhì),分層,光照下正己烷與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。②有白煙出現(xiàn)。2.提示:相同條件下,1mol甲烷燃燒消耗2mol氧氣,1mol丙烷(C3H8)燃燒消耗5mol氧氣,丙烷(C3H8)消耗的氧氣多。3.提示:不互為同系物。CH2=CH2與結(jié)構(gòu)不相似,二者不互為同系物。即時自測1.答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√(8)√(9)×(10)×(11)×(12)×2.答案:(1)C(2)A(3)D(4)B3.解析:CH4是甲烷的分子式,也是結(jié)構(gòu)簡式,A項正確。甲烷為正四面體結(jié)構(gòu),分子中4個C—H鍵完全相同,任意2個C—H鍵之間的夾角均為109°28′,B項錯誤,D項正確。甲烷分子中碳原子最外層的4個電子分別與4個氫原子的電子形成4對共用電子對,所以其碳原子的最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),C項正確。答案:B4.解析:A項中正戊烷的密度比水的??;B項中C3H8分子中的3個碳原子呈鋸齒形,不在一條直線上;D項中烷烴分子中碳鏈可以為直鏈,也可以帶支鏈。答案:C5.答案:B6.答案:(1)②(2)①(3)③④(4)④(5)③技能素養(yǎng)例1解析:(1)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì),其中分子結(jié)構(gòu)示意圖(A)、球棍模型(C)及空間填充模型(D)均能反映甲烷分子的空間構(gòu)型,但其中空間填充模型更能形象地表達出H、C的相對位置及所占比例;電子式(B)只反映原子最外層電子的成鍵情況。(2)甲烷的結(jié)構(gòu)式為,其分子空間構(gòu)型若為平面正方形結(jié)構(gòu),則二氯甲烷有2種結(jié)構(gòu):、;實際上甲烷為空間正四面體結(jié)構(gòu),所以二氯甲烷只有1種結(jié)構(gòu)。答案:(1)CB(2)21正四面體D例2解析:甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會停止在某一步,四種有機物都會產(chǎn)生,故得不到純凈的CH3Cl,A錯誤,C正確;甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代1molH原子,消耗1mol氯氣,生成1molHCl,故產(chǎn)物中HCl最多

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